谁发明了扬声器?
静电扬声器:
为了更好地讲述人类电声史的故事,我们先从第一部将人类声音传到远方的“电话”说起。100多年前的2月1876,亚历山大·格雷厄姆·贝尔提出了历史上最重要的专利“电话”。这项发明使人类的声音比喊叫传播得更远,人类从此明白了声与电的转换关系,并且乐此不疲。
为了更好地回放录制的声音,1910年,S. G. Brown将驱动力从振膜中分离出来,发明了‘电枢’电枢耳机。
平衡电枢耳机:
1910年,鲍德温发明了平衡电枢耳机。电枢耳机是安装在U型磁铁中间的可移动铁板(电枢)。当电流流过线圈时,电枢会被磁化,磁铁会互相排斥,同时带动振膜运动。这个设计成本低,虽然效果不好,但在当时也是划时代的发明。这项技术多用于电话听筒和小型耳机。
录音技术方面,1917年,温特和图拉斯设计了电容麦克风。
20世纪30年代中期,根据电容麦克风的原理,出现了静电扬声器。20世纪50年代初,美国人C. V. Bocciarelli提出了“恒定电荷”定律。P. Walker在同一时期独立开发了相同的理论,并将其应用于著名的Quad静电扬声器的设计中。
静电扬声器的基本原理是库仑定律。通常,塑料隔膜和感应材料如铝在真空中蒸发。两个隔膜面对面放置。当其中一个被施加正电流和高电压时,另一个会感应出小电流,空气可以通过相互吸引和排斥而被推动发出声音。由于静电单体重量轻,振动分散小,静电扬声器工作在中高频段,音质轻盈细致,特点丰富,容易得到清晰通透的中高音。但其效率低、声压输出低、动态小、成本高也是其软肋。
电动扬声器:
在贝尔的同时,提出了不同的扬声器类型。作为业余爱好者,恩斯特·w·西门子(Siemens & amp;1874,65438)10月20日,哈尔斯克公司创始人申请了一项电动扬声器的样机专利,将带有支撑系统的音圈制作在一个磁场中,使振动系统保持轴向运动。当时主要用于继电器领域而非扬声器。1877 14年2月14,西门子申请了喇叭专利,将羊皮纸贴在移动的音圈上作为声音辐射器。羊皮纸可以制成指数锥形,这是留声机时代的第一个全尺寸喇叭。
1898年,奥利弗·洛奇申请了第一个实用电动扬声器专利,将音圈移动到内外圆板之间的磁隙中。和很多发明一样,这个伟大的发明在当时也太超前了。本发明确定了99%现代动态扬声器的结构。
又过了25年,在20世纪20年代,无线电广播出现了。C. W. Rice和E. W. Kellogg发表了划时代的论文《一种新型非喇叭形单元》,详细介绍了直射扬声器。基于这一理论设计的Radiola 104扬声器,售价250美元,在美国大受欢迎。
50年来,电动音箱的基本原理没有改变,只是设计细节和部件有所改进。与老产品相比,频率响应范围和动态范围都有了很大的进步。电动扬声器因其结构简单、音质优良、成本低廉、动态性强而成为当前市场的主流。
喇叭扬声器:
小号扬声器起源于留声机。1928年,温特和瑟拉斯生产了他们的高效喇叭接收机。喇叭扬声器的原理是振膜推动喇叭底部的空气工作,由于声阻很高,效率非常高。但是因为喇叭的形状和长短会影响音色,所以不容易重放低频。如今,高效小号主要用于专业扩声领域。
磁带扬声器:
在上述扬声器技术逐渐形成的过程中,人们开始明白,理想的换能器应该使用能够通过电流的薄振膜,大家开始构思带式扬声器。
西门子Halske的Schottky和Gerlach在1923年6月申请了第一个带式扬声器专利。它是在磁体的两极之间安装一层水平的波浪形纯铝薄膜,波浪形纯铝薄膜可以降低纵向硬度和谐振频率。
1931年,奥尔森和马萨生产了磁带麦克风。
带式扬声器主要用于中高频段。由于其平坦的频响曲线、极高的频率上限和非常好的瞬态效果,可以方便地形成线声源。
虽然人类电声的历史如此曲折复杂,但确实有很多优秀的创新型电声扬声器,而事实上,这些创新型扬声器的设计已经折磨了上个世纪许多最优秀的电声科学家。